2020高考物理复习 金版教程 实验十二 用油膜法估测分子的大小练习

限时规范特训 (时间：45分钟分值：100分)1“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是()A将油酸形成的膜看成单分子油膜B不考虑各油酸分子间的间隙C考虑了各油酸分子间的间隙D将油酸分子看成球形解析：“用油膜法估测分子的大小”的原理是将一滴油酸(体积为V)滴入水中，使之形成一层单分子油膜，成为一个一个单层排列的球形体显然，球形体的直径即为单分子油膜的厚度d.假设单分子油膜的面积为S，必然有d.所以，“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是A、B、D.答案：ABD2某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于()A油酸未完全散开B油酸溶液浓度低于实际值C计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴解析：由d知，选项A、C会导致油膜面积偏小，会使d偏大；选项B、D会使油酸体积偏小，分子直径d偏小答案：AC3. 一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S.已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为，阿伏加德罗常数为NA，下列表达式中正确的有()A油酸分子的直径dB油酸分子的直径dC油酸所含的分子数nNAD油酸所含的分子数nNA解析：考查分子动理论，设油酸分子的直径为d，则有dSd，故选项B正确；设油酸所含的分子数为n，则有nNA，故选项C正确答案：BC4. 在用油膜法测量分子的大小的实验中，下列说法正确的是()A油酸可以用汽油代替，因为汽油也不溶入水而能溶入酒精B可以直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水盘中C可以用汽油代替酒精，因为油酸能溶入汽油D不溶入水的各种油不一定能在较短时间内在水面上形成单分子油膜解析：因为汽油易挥发，滴在水面上的汽油将很快挥发，而且汽油也不象油酸分子一样一端有亲水性，一端有憎水性，所以汽油在水面上不易形成单分子油膜，故A选项错为了使水面上的油酸体积尽量小， 应该向水中滴上一滴溶液而不是用量筒倒入，所以B选项错因为汽油不溶于水，将油酸汽油溶液滴入水面上时，汽油也浮在水面上，所以用汽油代替酒精是不合适的，故C选项错由于各种油的分子不是都和油酸分子一样有憎水端和亲水端，有的油分子间有较大的粘连作用，不容易在水面上分开，所以不一定能在水面形成单分子油膜故D选项正确.答案：D52020全国在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_m.(结果保留1位有效数字)解析：(1)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先配制油酸酒精溶液；再往盘中倒入水，并撒痱子粉；然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔描绘在玻璃上，由d计算(2)一滴溶液中含油酸体积Vm3，故d51010(m)答案：(1) (2)5101062020上海单科，27在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)某同学操作步骤如下；取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积改正其中的错误：_(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8103 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为_m.解析：(1)由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d m1.2109 m.答案：(1)在量筒中滴入N滴溶液在水面上先撒上痱子粉(2)1.210972020黄冈中学“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：向体积V油1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总500 mL；用注射器吸取中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n100滴时，测得其体积恰好是V01 mL；先往边长为30 cm40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将_均匀地撒在水面上；用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l20 mm.根据以上信息，回答下列问题：(1)步骤中应填写：_；(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V是_mL；(3)油酸分子直径是_m.解析：(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V mL2105 mL.(3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为115个，故面积S1152020mm24.6104 mm2油酸分子直径d mm4.3107 mm4.31010 m.答案：(1)痱子粉或石膏粉(2)2105(3)4.310108“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S.B将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C用浅盘装入约2 cm深的水D用公式d求出薄膜厚度，即油酸分子的大小E根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：_(2)上述实验步骤的合理顺序是_解析：(1)C步骤中，要在水面上均匀地撒上石膏粉或痱子粉实验中，要有步骤F：用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数(2)合理顺序为CFBAED答案：(1)见解析(2)CFBAED9. 油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示若每一小方格的边长为25 mm，试问：(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为_模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_图中油酸膜的面积为_m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是_m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_m.(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因：_.解析：油膜面积约占70小格，面积约为S702525106 m24.4102 m2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V106 m31.21011 m3，油酸分子的直径约等于油膜的厚度d m2.71010 m.答案：(1)球体单分子直径4.41021.210112.71010(2)主要有两个原因：水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩10利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度0.8103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V0.5103cm3，形成的油膜面积为S0.7m2.油的摩尔质量M0.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，只需要保留一位有效数字，那么：(1)该油分子的直径是多少？(2)由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数NA的值是多少？(先列出计算式，再代入数据计算)解析：(1)由d可得：d m71010 m(2)每个油分子的体积V0d3油的摩尔体积Vmol假设油是由油分子紧密排列而成的，有：NA代入数据可得NA61023 mol1.答案：(1)71010 m(2)61023 mol111. 2020江苏单科某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M0.283kgmol1,密度0.895103kgm3.若100滴油酸的体积为1mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA6.021023mol1，球的体积V与直径D的关系为VD3，结果保留一位有效数字)解析：一个油酸分子的体积V，由VD3可得D.最大面积S，解得S1101 m2.答案：1101 m212. 有人设计了一种测温装置，其结构如图所示玻璃泡A内封有一定量气体，与管A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计(1)B管刻度线是在1标准大气压下制作的(1标准大气压相当于76 cm水银柱的压强)已知当温度t27时的刻度线在x16 cm处，问t0的刻度线在x为多少厘米处？(2)若大气压已变为相当于75 cm水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27，问此时实际温度为多少？解析：(1)A中气体为等容过程，有pp1把p1761660 (cmHg)，T127327300 (K)，T273 K代入上式得：p60 cmHg54.6 cmHgx(7654.6) cm21.4 cm(2)此时A泡内气体压强为pp0x751659 (cmHg)而体积未变，由查理定律：TT1300 K295 K22.答案：(1)21.4 cm(2)22